В этом примере показано, как создать, визуализируйте и анализируйте антенные элементы в Antenna Toolbox.
Задайте спиральную антенну с помощью helix антенный элемент в библиотеке Antenna Modeling и Analysis.
hx = helix
hx =
helix with properties:
Radius: 0.0220
Width: 1.0000e-03
Turns: 3
Spacing: 0.0350
WindingDirection: 'CCW'
FeedStubHeight: 1.0000e-03
GroundPlaneRadius: 0.0750
Conductor: [1x1 metal]
Tilt: 0
TiltAxis: [1 0 0]
Load: [1x1 lumpedElement]
Используйте show функционируйте, чтобы просмотреть структуру спиральной антенны. Спиральная антенна состоит из проводника спиральной формы на наземной плоскости. Наземная плоскость антенны находится в плоскости X-Y.
show(hx)
Измените следующие свойства спиральной антенны: Радиус = 28e-3, Ширина = 1.2e-3, Количество Поворотов = 4 Отображения свойства антенны. Просмотрите антенну, чтобы видеть изменение в структуре.
hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4)
hx =
helix with properties:
Radius: 0.0280
Width: 0.0012
Turns: 4
Spacing: 0.0350
WindingDirection: 'CCW'
FeedStubHeight: 1.0000e-03
GroundPlaneRadius: 0.0750
Conductor: [1x1 metal]
Tilt: 0
TiltAxis: [1 0 0]
Load: [1x1 lumpedElement]
show(hx)
Используйте pattern функционируйте, чтобы построить диаграмму направленности спиральной антенны. Диаграмма направленности антенны является пространственным распределением степени антенны. Шаблон отображает направленность или усиление антенны. По умолчанию, графики функций шаблона направленность антенны.
pattern(hx,1.8e9)
Используйте patternAzimuth и patternElevation функции, чтобы построить азимут и шаблон вертикального изменения спиральной антенны. Это - 2D диаграмма направленности антенны на заданной частоте.
patternAzimuth(hx,1.8e9)
figure patternElevation(hx,1.8e9)
Используйте пару "имя-значение" Направленности в выходе функции шаблона, чтобы вычислить направленность спиральной антенны. Направленность является способностью антенны излучить степень в конкретном направлении. Это может быть задано как отношение максимальной интенсивности излучения в желаемом направлении к средней интенсивности излучения во всех других направлениях. Обратите внимание на то, что Усиление антенны и Направленность измеряются на расстоянии 100*lambda.
Directivity = pattern(hx,1.8e9,0,90)
Directivity = 10.0444
Используйте EHfields функция, чтобы вычислить поля EH спиральной антенны. Поля EH являются x, y, z компоненты электрических и магнитных полей антенны. Эти компоненты измеряются на определенной частоте и на заданных точках в пространстве.
[E,H] = EHfields(hx,1.8e9,[0;0;1]);
Используйте пару "имя-значение" Поляризации в функции шаблона, чтобы построить различные шаблоны поляризации спиральной антенны. Поляризация является ориентацией электрического поля или электронным полем, антенны. Поляризация классифицируется как эллиптическая, линейная, или круговая. Этот пример показывает диаграмму направленности Правой руки, циркулярной поляризованной (RHCP) спирали.
pattern(hx,1.8e9,'Polarization','RHCP')
Используйте axialRatio функция, чтобы вычислить коэффициент эллиптичности спиральной антенны. Коэффициент эллиптичности (AR) антенны в данном направлении определяет количество отношения двух ортогональных полевых компонентов, излученных в циркулярной поляризованной волне. Коэффициент эллиптичности бесконечности, подразумевает линейно поляризованную волну. Единица измерения является дБ.
ar = axialRatio(hx,1.8e9,20,30)
ar = 24.4335
Используйте beamwidth функция, чтобы вычислить ширину луча антенны. Ширина луча антенны является угловой мерой покрытия шаблона антенны. Угол ширины луча измеряется в плоскости, содержащей направление основного лепестка антенны.
[bw, angles] = beamwidth(hx,1.8e9,0,1:1:360)
bw = 57.0000
angles = 1×2
60 117
Используйте impedance функция, чтобы вычислить и построить входной импеданс спиральной антенны. Входной импеданс является отношением напряжения и текущий в порте. Импеданс антенны вычисляется как отношение напряжения фазовращателя (который составляет 1 В под углом фазы 0 градусов, как отмечалось ранее), и фазовращатель, текущий в порте.
impedance(hx,1.7e9:1e6:2.2e9)
Используйте sparameters функция, чтобы вычислить S11 спиральной антенны. Коэффициент отражения антенны или S_1_1, описывает относительную часть инцидентной ВЧ-мощности, которая отражается назад из-за несоответствия импеданса.
S = sparameters(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)
S =
sparameters: S-parameters object
NumPorts: 1
Frequencies: [501x1 double]
Parameters: [1x1x501 double]
Impedance: 72
rfparam(obj,i,j) returns S-parameter Sij
rfplot(S)
Используйте returnLoss функция, чтобы вычислить и построить потерю возврата спиральной антенны. Антенна возвращается, потеря является мерой эффективности подачи электроэнергии от линии электропередачи до загрузки, такой как антенна. Вычисления отображены в logscale.
returnLoss(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)
Используйте vswr функция, чтобы вычислить и построить VSWR спиральной антенны. Антенна VSWR является другой мерой импеданса, соответствующего между линией электропередачи и антенной.
vswr(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)
Используйте charge функция, чтобы вычислить распределение заряда спиральной антенны. Распределение заряда является значением заряда на поверхности антенны на заданной частоте. Используйте current функция, чтобы вычислить распределение тока спиральной антенны. Распределение тока является значением тока на поверхности антенны на заданной частоте.
charge(hx,2.01e9)
figure current(hx,2.01e9)
Используйте mesh функция, чтобы создать и показать структуру mesh спиральной антенны. mesh используется, чтобы дискретизировать поверхность антенны. В этом процессе электромагнитный решатель может обработать геометрию и материал антенны. Форма базиса или элемента дискретизации для подразделения поверхности антенны является треугольником.
figure mesh(hx)
Задайте максимальную длину ребра для треугольников с помощью пары "имя-значение" 'MaxEdgeLength'. На основе пары "имя-значение" генерируется сетка на спиральной антенне .
figure
mesh(hx,'MaxEdgeLength',0.01)
meshconfig(hx,'auto')ans = struct with fields:
NumTriangles: 914
NumTetrahedra: 0
NumBasis: []
MaxEdgeLength: 0.0100
MeshMode: 'auto'
Почти полевая визуализация антенны
Моделирование и анализ антенной решетки
[1] Balanis, C.A. "Теория антенны. Анализ и проектирование", p. 514, Вайли, Нью-Йорк, 3-й Выпуск, 2005.